基于CMIP5多模式集合预估东海和南海21世纪海平面高度变化

人类活动引起的当代气候变暖已导致全球海平面显著上升,在21世纪全球气候继续变暖的背景下,东南沿海海平面的升高将对区域环境及社会可持续发展带来巨大挑战,但目前对未来区域海平面变化的预估尚存在较大的不确定性。本文基于筛选的国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）的10个模拟性能较好的气候模式输出结果,通过多模式集合预估了未来温室气体三种排放情景下21世纪东海和南海区域海平面高度的趋势变化,并分析了不同影响因子的贡献。通过计算海水热比容、盐比容和动力因子对海平面高度的影响,并在考虑冰川冰盖消融等因子的订正后,发现：21世纪东海和南海海平面高度都呈现连续上升趋势,东海和南海地区上升幅度略小于全球平均,南海上升幅度略大于东海。在温室气体低（RCP2.6）、中（RCP4.5）和高（RCP8.5）排放情景下,21世纪后期（2081—2100年）较前期（2006—2025年）东海/南海平均海平面分别上升0.26 [0.01—0.55] m/0.29 [0.05—0.55] m、0.38 [0.10—0.66] m/0.40 [0.14—0.67] m和0.52[0.15—0.89] m/0.52[0.23—0.83] m（方括号内为相应的不确定性范围）。随着温室气体排放的升高,海平面上升幅度也增大,东海海平面上升区由东南向西北扩展,南海海平面上升区由东北向西南扩展。统计分析还表明：在不同排放情景下,不同影响因子对海平面变化的贡献也不一样,随着排放强度从低到高变化,海洋比容加动力因子的相对贡献从28%—34%升高至46%—47%,而冰川冰盖消融等其他因子的相对贡献从 66%—72%降低至53%—54%。     

河南信阳市近62年来极端气温变化特征及周期分析

通过对河南省信阳市每日气温资料的搜集和整理,运用线性拟合及累积距平、Morlet复数小波等方法对WMO发布的10种极端气温指数进行了计算和分析。研究了信阳地区近62年来极端气温变化特征及周期性。结果表明,近62年来信阳地区的极端最高气温几乎没有变化,极端最低气温在波动变化中有小幅上升趋势,夏日、热夜、暖夜天数呈现波动上升,冰日、霜日、冷夜、冷日天数呈下降趋势。极端最高气温、极端最低气温、冷夜、暖夜、冷日、暖日都存在35 a左右的周期。夏日、冰日、热夜、霜日存在37 a左右周期。冰日的变化存在着5个左右的周期,极端最低气温、冷日与冷夜的变化存在4个左右的周期。其中极端最低气温、霜日、冰日、冷夜、冷日、暖夜都有5 a以下的周期。冷夜和暖夜、冷日和暖日、夏日和冰日以及热夜和霜夜存在负相关的关系,其中冷夜和暖夜以及热夜和霜日的变化幅度较大,它们之间有负相关关系。冷日和暖日以及夏日和冰日的变化较小,负相关的关系不太明显。总体来说,近60年来,信阳地区极端天气热指数呈上升趋势,极端天气冷指数呈下降趋势,整体气温呈现上升的趋势,其中近二十年气温上升更明显。     

基于LMDI模型的黄河流域碳排放时空差异及影响因素研究

全面核算能源消费产生的碳排放量并明确其时空演变的影响因素是制定、实施及评估黄河流域碳减排策略的依据和保障。选取黄河流域9省(区)作为研究区,采用LMDI模型,计算了2003—2019年黄河流域能源消费产生的碳排放量,并对其时空差异及其影响因素进行了分析。结果表明：(1)从时间序列演化特征来看,在2003—2019年,黄河流域的碳排放量整体呈增长趋势,但增长幅度逐年收缩;(2)从空间分异特征来看,黄河流域上、中、下游的碳排放量呈西低东高的区域格局;(3)能源消费强度效应与经济增长效应分别是减缓和促进区域碳排放量增长的关键性因素,人口规模效应对于碳排放量表现为正向驱动作用,但影响程度较小,能源碳排放强度的抑制作用十分有限。最后,针对各影响因素提出了碳减排措施的对策建议。     

基于遥感的黑河流域生态环境变化特征及成因分析

使用2001~2017年MODIS-EVI产品和2001,2009,2017年Landsat数据提取的湿度指数（WI）、沙漠化指数（DI）、改进归一化水体指数（MNDWI）,并结合气象数据及其它数据,揭示黑河流域生态环境变化特征.结果显示：近17a来,研究区低、中高和高植被覆盖区的面积分别以36,29,132km²/a的速率增加,无植被、中植被覆盖区面积以185,11km²/a的速率递减,且夏季和上游植被覆盖度最高;2001~2009年流域水域面积扩大至3854.5km²,2009~2017年减少至2628.9km²,上游地区水体较多,水量由山岭向山麓递减,由西向东递增;流域湿度指数由2001年0.55上升到2017年0.65,高值中心主要位于上游地区和中游民乐县、山丹县以及金塔县;流域沙漠化程度先逆转后扩展,沙漠化土地主要分布于中游高台县、临泽县、金塔县和下游额济纳旗;流域气温、降水、潜在蒸散量和地区生产总值、第一产业、建成区面积及耕地面积是影响黑河流域生态环境变化的主要驱动因素.     

基于O/E模型和化学-生物综合指数的淮河流域关键断面生态健康评价

由于人类对河流的过度开发利用,河流生态系统逐步退化,部分河流甚至已丧失生态服务功能.因此,客观评价河流生态系统健康状况,加强河流生态保护与修复是水环境管理的重要工作.本研究于2014—2015年度在淮河流域典型河段的9个关键断面展开了4次水生态状况调查,根据四季水质现状和底栖动物群落结构特征,分别应用O/E模型和化学-生物综合指数法对淮河流域河流生态健康进行评价.结果表明:淮河流域总氮污染严重,处于劣Ⅴ类标准;底栖动物群落结构简单,生物多样性较低,主要以腹足纲和昆虫纲为主且物种分布呈现显著的季节性差异;O/E指数在pc≥0和pc≥0.5阈值条件下的评价结果显示所有断面的健康等级均处于差或极差;除夏季外,化学-生物综合指数评价结果与O/E指数评价结果呈现较好的一致性.水质恶化是物种锐减的重要诱因,是水生态健康状况较差的主要限制因素.     

人类活动对干旱区内陆河流域景观格局的影响分析——以新疆和田河中游地区为例

通过对新疆和田河中游地区1959年及2000年景观格局的对比分析,结果表明,干旱区内陆河流域基本维持了原宏观景观格局。但在小尺度上,人类通过调控水资源在空间分布的格局,影响了水在景观格局发展中的生态作用,进而影响了区域景观格局。人工渠、水库、居民地、农耕区等人为景观的出现及增多越来越影响着区域内的景观格局。这说明人类活动虽不是区域内景观格局发展的主导因素,但它对干旱区内陆河流域景观格局的影响力度与影响范围却越来越大。     

集合最优插值同化方法在珠三角空气质量模拟中的初步应用

本文旨在探讨集合最优插值(EnOI)同化方法对MM5-STEM空气质量模式污染物浓度预报场的修正能力,先从局地化尺度(L)及经验系数(α)的敏感性试验中获得NO2、SO2和PM10各自的"最优L和α组合",然后对此参数设置下的同化结果进行分析.研究结果显示,EnOI在NO2、SO2及PM10的同化试验中均取得较好的效果,检验站点均方根误差(RMSE)的平均下降比例分别可达33%、32%和42%,RMSE值下降的站点占检验站点总数的比例分别为86%、84%和91%.表明该方法能够有效地应用在珠三角空气质量模拟中,产生与实际更为接近的污染物浓度预报场.     

基于鱼类名录的30年来东江干流(惠州段)鱼类多样性变化

为评价东江干流(惠州段)鱼类多样性,并监测其水质变化状况,根据该河段鱼类的调查资料及历史数据,编制了鱼类名录,并计算了鱼类平均分类差异指数和G-F多样性测度指数.结果显示,东江干流(惠州段)共记录近30多年来鱼类11目,29科,77属,94种,鲤形目鱼类占绝对优势;从物种水平看,研究的4个时间段鱼类物种多样性由大到小排序为 、 、 和 ;从科属水平看,鱼类物种多样性由1981~1983向2005~2007减小,再向2007~2010增加,最后向2011~2012减小.其中,1981~1983的多样性最高,2011~2012的多样性最低.平均分类差异指数与G-F多样性测度指数均适宜于东江干流(惠州段)鱼类物种多样性研究.     

多源遥感数据支持下的县域尺度生态效率测算及稳健性检验——以长江中游城市群为例

生态效率是评价区域生态文明水平的重要依据,也是地理学与经济学开展资源环境综合研究的常用指标和变量,县域尺度生态效率测度的研究匮乏,制约了上述问题在县域层面上开展。在长江经济带生态优先和绿色发展国家战略下,以长江中游城市群为研究区域,依托多源遥感数据构建县域尺度生态效率测算指标体系,应用非合意产出超效率EBM模型测算2000-2015年县域生态效率,利用GIS空间分析工具揭示其时空分异规律和空间关联特征。并设计稳健性检验方案,对县域尺度生态效率测度路径科学性及稳健性进行检验。结果表明：（1）各年份长株潭城市群和环鄱阳湖城市群所辖县域的生态效率均优于武汉城市圈所辖县域;（2）研究期内生态效率维持高位区域包括武汉市辖区等12个县市,生态效率持续低值区域包括瑞昌市等7个县市;（3）县域生态效率H-H集聚区由衡阳市、株洲市及其周边至2015年成片消失,L-L集聚区则按照顺时针走向,逐步形成围绕武汉市的闭合环形区域;（4）基于市域生态效率排名对比的稳健性检验表明,县域生态效率测度路径和结果具有较高可信度。